鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器制造技術

本發明專利技術屬于機械自動化設備動態檢測領域，具體涉及一種鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器。在鋼繩芯輸送帶下帶上方搭建一個比輸送帶略寬的固定架，根據鋼繩芯輸送帶所檢測鋼絲繩的數量，布置稍多于鋼絲繩數量的磁記憶傳感器和超聲波傳感器，根據金屬磁記憶檢測原理，準確定位鋼絲繩的缺陷或應力集中區的位置，再通過超聲波傳感器對磁記憶傳感器檢測出的位置進行復檢，并定量測出缺陷程度。本發明專利技術克服了磁記憶檢測不能建立應力集中區損傷程度與磁記憶信號之間的定量對應關系，同時彌補了超聲波不能定性檢測的缺陷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于機械自動化設備動態檢測領域，具體涉及一種鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器。
技術介紹
在我國礦山、冶金、化工等行業中，鋼繩芯輸送帶因其成槽性好、運送量大、使用簡便等特點被廣泛應用。但是鋼繩芯輸送帶在生產中隨著載荷增加和運送速度的提高，易發生各類隱形損傷，導致鋼繩芯的強度下降并最終斷裂，從而造成重大經濟損失及人員傷亡。 在鋼繩芯輸送帶損傷檢測領域，常用的無損檢測手段主要有磁巴克豪森噪聲法、超導量子干涉器法、超聲波檢測法和金屬磁記憶檢測法等。磁巴克豪森噪聲法精確度較低，必須與磁聲發射法相結合才能達到理想的精度。超導量子干涉器法在高靈敏度、寬帶寬、高空間分辨力等方面占有絕對優勢，但由于抗外界噪聲干擾能力價格昂貴而受到其他無損檢測方法。超聲波檢測具有檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定量等優點。但超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，超聲波檢測對工作表面要求平滑，使超聲波探傷也具有其局限性。金屬磁記憶法的提出時間較為短暫，其最大優勢是不需要激勵磁化裝置，且檢測設備相對簡單低廉，非常適于現場應用，是目前唯一能以1mm精度確定設備應力集中區的方法。但金屬磁記憶技術應用于鐵磁性材料的早期損傷檢測目前尚處于探索階段，無論是理論模型還是試驗研究均不能建立應力集中區損傷程度與磁記憶信號之間的定量對應關系。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：如何能夠有效檢測出鋼繩芯輸送帶中每根鋼絲繩的異常應力集中區和缺陷程度，并且抗干擾能力強，檢測靈敏度高和操作簡單。 多通道磁記憶傳感器原理為在應力集中區域漏磁場切向磁感應分量???????????????????????????????????????????????具有峰值，法向磁感應分量符號改變且具有零值點。通過檢測漏磁場梯度K值（）和法向分量就能確定工件的應力集中區和損傷位置。 使用的傳感器的參數為： 靈敏度：0.7?mV/V/G 工作電壓：3.3V~5V 工作溫度范圍:?-25°C～?+60°C 最小測距:?1mm 最大掃描速度:0.5米/秒 多通道超聲波傳感器采用直探頭設計，縱波垂直入射法檢測。超聲波通過空氣耦合法進入鋼絲繩輸送帶內部。根據連續波理論，確定近場長度：N=(D2-λ2)/4λ，λ為傳聲介質中的超聲波長，D為晶片直徑。綜合考慮通道超聲波探頭的組合性能（如分辨率，電噪聲等）、缺陷與基體（工件）材料的聲阻抗差異、缺陷自身的形狀與取向，以及缺陷本身的表面粗糙度等因素對實際反射回波的頻率（頻譜）存在影響，采用脈沖探頭檢測。采用PM30系列超聲波探頭，使用的傳感器參數為： 最大檢測范圍:2000mm 輸出方式開關量:PNP? 工作電壓:10~30V 最大負載電流：200mA 工作溫度范圍：-10℃～60℃ ????盲區：80mm 通過對發射的超聲波進行編碼，可以有效解決噪音及交叉問題帶來的干擾。 ????本專利技術所采用的技術方案是：鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器，在鋼繩芯輸送帶下帶上方搭建一個比輸送帶略寬的固定架，根據鋼繩芯輸送帶所檢測鋼絲繩的數量，布置稍多于鋼絲繩數量的磁記憶傳感器和超聲波傳感器，根據金屬磁記憶檢測原理，準確定位鋼絲繩的缺陷或應力集中區的位置，再通過超聲波傳感器對磁記憶傳感器檢測出的位置進行復檢，并定量測出缺陷程度。 作為一種優選方式：磁記憶傳感器和超聲波傳感器組成一個陣列模塊，陣列模塊長度為300mm，陣列模塊前面兩排為24個磁記憶探頭，后面一排為8個超聲波探頭，相鄰兩個磁記憶探頭之間的長度方向距離與該鋼繩芯輸送帶中相鄰鋼絲之間的距離相等，相鄰兩個超聲波探頭之間的長度方向距離為該鋼繩芯輸送帶中相鄰鋼絲之間的距離的2-3倍。 本專利技術的有益效果是：本專利技術將超聲波檢測與金屬磁記憶檢測相結合，克服了磁記憶檢測不能建立應力集中區損傷程度與磁記憶信號之間的定量對應關系。同時彌補了超聲波不能定性檢測的缺陷。具有高靈敏度、抗干擾能力強等特性，可用于高溫、高壓、腐蝕或其它復雜環境中。本專利技術運用陣列傳感器檢測鋼繩芯輸送帶，與傳統陣列傳感器相比，將陣列傳感器分塊，可以根據鋼繩芯輸送帶不同寬度任意組合。最大限度減小磁記憶傳感器的誤差，充分發揮超聲波傳感器檢測光滑平面的優勢，使每段陣列傳感器更好的滿足現場環境的需要，提高了檢測的精確度。 附圖說明 圖1是磁記憶探頭結構圖。 圖2是超聲波探頭結構圖。 圖3是陣列傳感器探頭模塊分布圖。 圖4是數據處理模塊結構圖。 其中：1-法向分量磁阻元件，2-切向分量磁阻元件，3-數據端口?，4-發射電路，5-接收及衰減電路，6~24為磁記憶探頭，25~32為超聲波探頭，33-RS485通信模塊，34-微處理器，35-數據處理模塊，36-存儲模塊，37-電源模塊，38-數據端口。 具體實施方式 實施例1 在鋼繩芯輸送帶下皮帶上方10cm處搭建一個比鋼繩芯輸送帶略寬的固定架，輸送帶的寬度約1000mm，輸送帶的運行速度約1.6m/s，陣列傳感器模塊為300mm，根據鋼繩芯輸送帶的寬度將4個陣列傳感器模塊進行鏈接擴展，這樣可防止鋼繩芯輸送帶跑偏而出現檢測盲區；磁記憶探頭采用二維坐標系形式，分別采集鋼繩芯輸送帶測量長度和磁場強度值，將采集回的數據通過數據線傳輸給微處理器模塊，經過分析得出法向分量和漏磁場梯度K值（位置判斷）；超聲波發射電路在發射控制信號作用下產生高壓脈沖信號，信號探測鋼繩芯輸送帶后，返回超聲波信號并傳輸到衰減電路，衰減電路的衰減量受A/D和D/A轉換單元控制電壓變化。鋼繩芯輸送帶缺陷的大小可通過缺陷回波D大小確定，缺陷的埋藏深度可通過缺陷回波與發射始波的時間差計算確定（c為材料中的聲速，t為聲波遇到缺陷時的來回傳播時間）；將陣列傳感器安放的位置應遠離大型機械和強磁場設備300m范圍外（缺陷長度的判斷）。 實施例2 在鋼繩芯輸送帶下皮帶上方10cm處搭建一個比鋼繩芯輸送帶略寬的固定架，輸送帶的寬度約1200mm，輸送帶的運行速度約2.0m/s，陣列傳感器模塊為300mm，根據鋼繩芯輸送帶的寬度將5個陣列傳感器模塊進行鏈接擴展，這樣可防止鋼繩芯輸送帶跑偏而出現檢測盲區；磁記憶探頭采用二維坐標系形式，分別采集鋼繩芯輸送帶測量長度和磁場強度值，將采集回的數據通過數據線傳輸給微處理器模塊，經過分析得出法向分量和漏磁場梯度K值；超聲波發射電路在發射控制信號作用下產生高壓脈沖信號，信號探測鋼繩芯輸送帶后，返回超聲波信號并傳輸到衰減電路，衰減電路的衰減量受A/D本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器，其特征在于：在鋼繩芯輸送帶下帶上方搭建一個比輸送帶略寬的固定架，根據鋼繩芯輸送帶所檢測鋼絲繩的數量，布置稍多于鋼絲繩數量的磁記憶傳感器和超聲波傳感器，根據金屬磁記憶檢測原理，準確定位鋼絲繩的缺陷或應力集中區的位置，再通過超聲波傳感器對磁記憶傳感器檢測出的位置進行復檢，并定量測出缺陷程度。

【技術特征摘要】
1.鋼繩芯輸送帶超聲磁記憶檢測傳感器，其特征在于：在鋼繩芯輸送帶下帶上方搭建一個比輸送帶略寬的固定架，根據鋼繩芯輸送帶所檢測鋼絲繩的數量，布置稍多于鋼絲繩數量的磁記憶傳感器和超聲波傳感器，根據金屬磁記憶檢測原理，準確定位鋼絲繩的缺陷或應力集中區的位置，再通過超聲波傳感器對磁記憶傳感器檢測出的位置進行復檢，并定量測出缺陷程度。
2.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張雪英，謝飛，喬鐵柱，李鳳蓮，楊洋，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：山西;14